1.5. Устройства электрозащиты, выключатели,

электроустановочные изделия

Исследование устройств электрозащиты является обязательной стадией работы при исследовании большинства пожаров. Достаточно часто пожарному специалисту и эксперту приходится иметь дело и с исследованием выключателей, электророзеток, других наиболее распространенных электроустановочных изделий. Инструментальные методы и средства (если не считать омметров и тому подобных приборов) при этом, из-за отсутствия соответствующих методик, применяются очень редко. Основным методом исследования был и остается визуальный осмотр. Тем не менее, получаемая таким образом информация достаточно полезна и на ней имеет смысл остановиться более подробно.

1.5.1. Плавкие предохранители

В экспертной практике наиболее часто встречаются плавкие предохранители типа Ц-27, ПН-2, ПР-2. Целостность плавкой вставки после пожара определяется обычно измерением ее электросопротивления. Если вставка разрушена, то определенную информацию о причине разрыва (разрушения) можно получить при ее визуальном осмотре.

При коротком замыкании происходит взрывообразное разрушение плавкой вставки, место оплавления также имеет резко выраженную границу. На внутренней поверхности корпуса предохранителя обнаруживается наличие большого количества мелких частиц (брызг) металла вставки.

При перегрузке или коротком замыкании через переходное сопротивление идет медленный нагрев, постепенное плавление вставки и на ней образуются потеки, наплывы металла. На внутренней поверхности корпуса мелкие частицы металла, как правило, отсутствуют.

Остановимся и на характерных особенностях разрушения отдельных типов предохранителей.

Рис. 2.10. Плавкая вставка предохранителя ПН-2

Предохранители типа ПН-2 имеют фарфоровый корпус прямоугольной формы. Внутри корпуса помещаются штампованные из тонкой медной ленты плавкие вставки и мелкозернистый песчаный наполнитель (рис. 2.10). Медная лента на двух участках имеет зоны 1 уменьшенного сечения, а между ними расположен участок 2 полного сечения длиной 6 мм, на ко­то­рый нанесен более легкоплавкий ме­талл или сплав (олово, свинец, сплав олова с кадмием).

Нанесение легкоплавкого метал­ла обеспечивает при аварийном режиме в электросети и нагреве встав­ки расплавление последней при температуре примерно в два раза меньшей, чем температура плавления ос­нов­ного металла (меди). Происходит это за счет растворения более тугоплавкого металла в легкоплавком (так называемого “метал­лур­гического эффекта”). О подобных процессах шла речь выше, в гл. 5, ч. I.

Разрушается вставка такой конструкции в различных условиях по разному. При аварийных токах, не превышающих нормативный ток вставки более, чем в 4 раза, перегорание вставки происходит, как правило, в зоне напайки легкоплавкого сплава, а при кратности тока более четырех - в зоне узких перешейков [35]. Первая ситуация более характерна для перегрузки сети, вторая - для металлического короткого замыкания. Таким образом, если при разборке и осмотре предохранителя после пожара экспертом установлено, что предохранитель данного типа расплавился в зоне 1 (рис. 2.10), то это свидетельствует в пользу версии о коротком замыкании, а расплавление в зоне 2 - о процессе, связанном с протеканием по предохранителю тока меньшей кратности и, соответственно, более медленном его нагреве (перегрузке). При этом надо иметь в виду что, если предохранитель оказался в зоне пожара, то плавкая вставка может расплавиться и без воздействия тока, за счет тепла пожара. Для этого нужно не так то много времени - 30-40 минут при температуре окружающей среды 500 ⁰С [35].

Рис. 2.11. Плавкая вставка предохранителя ПР-2

Предохранитель типа ПР-2 имеет цилиндрическую форму, фибровый корпус и цинковый плавкий элемент. Предохранитель легко разбирается пу­тем отвинчивания торцевых колпачков. Плавкие вставки предохранителя рассчитаны на номинальные токи от 6 до 1000 А и имеют переменное сечение (рис. 2.11).

При токах короткого замыкания расплавление вставки происходит в нескольких узких перешейках. При небольшой токовой нагрузке (крат­ность тока - 1,25- 3) вставка расплавляется, как правило, только в одном из перешейков, чаще всего - в средней части вставки [35].

Металлографические исследования плавкой вставки

Полезная информация при исследовании перегоревших предохранителей в отдельных случаях может быть получена металлографическим анализом. В работе [35] описывается исследование плавкой вставки предохранителя ПН-2. Авторы отмечают, что напайка легкоплавкого металла в месте разрушения вставки отчетливо различается на микрошлифе по цвету и структуре; имеются и явные структурные отличия в напайке при различных причинах расплавления вставки предохранителя.

Нагрев плавкой вставки теплом пожара происходит более длительно, чем токами КЗ. А так как медная вставка на воздухе с заметной скоростью окисляется по достижении температуры 175 ⁰С и выше, то к моменту разогрева до 500 ⁰С (температура расплавления напайки) медь уже покрыта толстым слоем окислов. В этом случае после взаимодействия с медью расплавленная напайка приобретает пористую структуру, в которой имеются фрагменты нерастворившихся в расплаве частиц меди, хорошо различимые под микроскопом за счет цветового контраста с легкоплавким металлом [35]. Вероятно, такая же или похожая картина будет образовываться и при длительном нагреве вставки токами перегрузки.

При расплавлении вставки за счет действия электрической дуги, процессе более кратковременном, на медной вставке образуется лишь тонкий слой окислов. Граница “медь-напайка” в этом случае имеет форму, близкую к усеченному конусу, не изменяющуюся существенно и при последующем отжиге. Напайка в процессе резкого охлаждения (после действия КЗ) приобретает закалочную иглообразную структуру, а после отжига может приобрести структуру из равноосных зерен [35].